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　随着现代合成工业的发展，大量的外源性化合物进入工业废水和城市污水。这些化合物具有一定的毒性或抑制作用，限制了微生物的活性，特别是在低温条件下，微生物的吸附性能和活性污泥的沉降将受到影响，并且微生物群体也将改变。外源性化合物由于结构复杂性和生物陌生性，能降解的土著微生物种类甚少，甚至某些特殊污染物没有有效微生物可以降解，造成出水水质差，系统稳定性受到影响。通过生物强化技术，可以增强微生物对特定污染物的降解能力，提高降解速率，增加系统应对外源污染物的处理能力。

　　1、传统生物法水处理工艺

　　1.1 AO工艺

　　A/O(缺氧/好氧)工艺是一个反硝化生物前脱氮工艺，属于单级活性污泥反硝化过程。在A池，硝酸盐氮和回流硝化液中的亚硝酸盐氮，通过使用原水和添加的碳源脱氮;在O池，在原水中的氨态氮进行硝化反应，残留的有机物质被充分降低。该工艺具有硝化回流和一个污泥回流系统，且通常需要加入碳源和碱。

　　1.2 A2O工艺

　　A2O方法，也被称为AAO方法(厌氧-缺氧-好氧法)，是一种常用的生物处理工艺，在该过程中，厌氧，缺氧，好氧三个不同的环境条件和不同类型的有机微生物菌群的组合，可以同时具有去除有机物及氮和磷，在相同效用中，该工艺是简单的，并且总水力停留时间小于其他类似工艺。

　　1.3 MBR工艺

　　MBR工艺即膜生物反应器,是膜分离技术与生物处理技术有机结合的新型污水处理技术。它利用膜分离组件的高效截留性能实现固液分离,可以将硝化菌完全截留在反应器内,系统的硝化效率比较高。

　　1.4 传统生物法工艺存在的问题

　　(1)工艺流程长,占地面积大(传统工艺认为硝化、反硝化不能同时进行)。

　　(2)硝化菌群繁殖速度慢,且难以维持较高浓度,需要较大曝气池,费用高。

　　(3)需进行污泥和硝化液回流,动力成本高。

　　(4)系统抗冲击能力弱,高浓度NH3-N和NO2-会抑制硝化菌生长。

　　(5)硝化过程产酸,需投加碱中和。

　　2、生物强化技术应用实例

　　2.1 利用LTBR生物强化技术提高工艺系统的抗冲击性

　　LTBS生物强化模块主要是对生物反应器起到增强作用，当系统污水处理效率明显下降时开启，以保持反应器能高效稳定运行。当未知浓度或含外源性污染物废水进入系统时，LTBS生物强化器还可以作为试验设备进行现场测试，验证LTBR反应器对未知废水处理的效果和收集工艺参数，降低含外源性污染物废水对系统运行的冲击风险。

　　2.2 利用生物强化技术提高目标污染物的去除率

　　在投加了高效混合菌群的强化SBR系统处理造纸废水，Wang等人在同等试验条件下，对比传统的SBR系统处理效果发现，经过高效混合菌群强化的SBR系统对COD的平均去除率比传统SBR系统提高了13%。

　　2.3 利用生物强化技术减少污泥总量

　　在处理焦化废水时，秦振清等人通过向曝气池中投加酚氰高效降解菌，污泥沉降比降低了25%，污泥总量减少50%。

　　2.4 利用生物强化技术缩短系统响应时间

　目前，治理高浓度难降解有机废水水污染已经成为当前全球水资源可持续利用和国民经济可持续发展的重要战略目标。现在随着科技的发展，环境污水的种类以及排放量越来越多，成分更加复杂多变，含有许多难降解的有机物，对环境和人类健康具有巨大的危害，其中有些有机物具有致癌、致畸等作用，导致各种遗传病史。近年处理高浓度难降解有机废水技术已经取得了一定的进展，国内外的处理方法主要有氧化法、物化法和生物法等。

　　1、氧化技术

　　氧化技术被广泛应用于高浓度难降解有机废水的处理中，现代氧化技术主要包括湿式催化氧化法、电化学氧化法以及两种或两种以上氧化技术联合等手段进行处理废水的技术。

　　1.1 湿式催化氧化

　　湿式氧化主要是对高浓度难降解有机物废水进行预处理的一种方法。其主要原理是在高温加压条件下将氧气变为具有强氧化性的氧化剂将水中的有机物充分氧化，使高分子有机物分解为低分子化合物，或彻底氧化分解成CO2和水。

　　湿式氧化具有二次污染低、适用范围广、可回收能量和有用物料、处理效率高、装置小等优点，可以应用于工业废水的治理中。缺点是该方法需要较高的温度和压力，因此需要耐高温高压、耐腐蚀的设备。

　　1.2 电化学催化氧化

　　电化学氧化法基本原理是使有机污染物在电极上发生氧化还原反应，反应降解为二氧化碳和水的主要作用分为两种，一种是有机物直接被电极，另外一种为电极首先与水作用生产具有强氧化性的羟基自由基，随后羟基自由基与有机污染物反应，达到降解的目的。研究表明电化学法处理有机污染物效果较好，可以对难生物消化的有机污染物进行预处理，将其转化为可生物降解的有机污染物后进行自降解。

　　该方法发生在水中，不需要另加催化剂，能有效避免二次污染，具有处理效率高、操作方便、条件温和等优点，同时还有凝聚、杀菌等作用。